JP2001097777A - Porous silicon carbide sintered product, honeycomb filter, ceramic filter assembly - Google Patents
Porous silicon carbide sintered product, honeycomb filter, ceramic filter assemblyInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック焼結体
からなる複数のフィルタを接着して一体化した構造のセ
ラミックフィルタ集合体、及びそれの製造に使用可能な
ハニカムフィルタ、多孔質炭化珪素焼結体に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic filter assembly having a structure in which a plurality of filters made of a ceramic sintered body are bonded and integrated, a honeycomb filter usable for manufacturing the same, and a porous silicon carbide sintered body. It is about union.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車の台数は今世紀に入って飛躍的に
増加しており、それに比例して自動車の内燃機関から出
される排気ガスの量も急激な増加の一途を辿っている。
特にディーゼルエンジンの出す排気ガス中に含まれる種
々の物質は、汚染を引き起こす原因となるため、現在で
は世界環境にとって深刻な影響を与えつつある。また、
最近では排気ガス中の微粒子(ディーゼルパティキュレ
ート)が、ときとしてアレルギー障害や精子数の減少を
引き起こす原因となるとの研究結果も報告されている。
つまり、排気ガス中の微粒子を除去する対策を講じるこ
とが、人類にとって急務の課題であると考えられてい
る。2. Description of the Related Art The number of automobiles has increased exponentially since the turn of the century, and the amount of exhaust gas emitted from internal combustion engines of automobiles has been increasing rapidly.
In particular, various substances contained in exhaust gas emitted from a diesel engine cause pollution, and are now seriously affecting the world environment. Also,
Recently, studies have reported that particulate matter (diesel particulates) in exhaust gas sometimes causes allergic disorders and a reduction in sperm count.
In other words, it is considered that taking measures to remove particulates in exhaust gas is an urgent task for humanity.
【0003】このような事情のもと、従来より、多様多
種の排気ガス浄化装置が提案されている。一般的な排気
ガス浄化装置は、エンジンの排気マニホールドに連結さ
れた排気管の途上にケーシングを設け、その中に微細な
孔を有するフィルタを配置した構造を有している。フィ
ルタの形成材料としては、金属や合金のほか、セラミッ
クがある。セラミックからなるフィルタの代表例として
は、多孔質コーディエライト製や多孔質炭化珪素製のハ
ニカムフィルタが知られている。Under such circumstances, various types of exhaust gas purifying devices have been proposed. A general exhaust gas purifying apparatus has a structure in which a casing is provided on an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine, and a filter having fine holes is disposed therein. Materials for forming the filter include ceramics in addition to metals and alloys. As a typical example of a filter made of ceramic, a honeycomb filter made of porous cordierite or porous silicon carbide is known.
【0004】ハニカムフィルタは自身の軸線方向に沿っ
て延びる多数のセルを有している。排気ガスがフィルタ
を通り抜ける際、そのセル壁によって微粒子がトラップ
される。その結果、排気ガス中から微粒子が除去され
る。また、トラップされた微粒子を加熱して燃やすこと
により、フィルタが再生されるようになっている。[0004] A honeycomb filter has a number of cells extending along its own axial direction. As the exhaust gas passes through the filter, particulates are trapped by its cell walls. As a result, fine particles are removed from the exhaust gas. Further, the filter is regenerated by heating and burning the trapped fine particles.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、多孔質コー
ディエライトを用いたハニカムフィルタは、熱伝導率が
低いため、焼結体内に温度差が生じやすく、相対的に低
温となった部分に微粒子の燃え残りが生じやすいという
欠点があった。また、その原因は、板状結晶からなるコ
ーディエライトでは、結晶粒子の結合部分の形状が鋭角
的であり、結晶粒子同士の接触面積が極端に小さいこと
にある、と考えられていた。However, since the honeycomb filter using porous cordierite has a low thermal conductivity, a temperature difference easily occurs in the sintered body, and fine particles are formed in a relatively low temperature portion. However, there is a disadvantage that unburned residue easily occurs. It has also been considered that the cause is that in cordierite composed of plate-like crystals, the shape of the bonding portion of the crystal particles is acute, and the contact area between the crystal particles is extremely small.
【0006】また、多孔質炭化珪素を用いたハニカムフ
ィルタの場合には、燃え残りの発生という欠点に加え、
熱応力によるクラックの発生という問題もあった。本発
明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的
は、多孔質であるにもかかわらず高熱伝導率の多孔質炭
化珪素焼結体を提供することにある。[0006] In the case of a honeycomb filter using porous silicon carbide, in addition to the drawback of unburned residue,
There is also a problem that cracks occur due to thermal stress. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a porous silicon carbide sintered body having high thermal conductivity despite being porous.
【0007】また、本発明の別の目的は、濾過能力が高
くてしかも強度に優れたハニカムフィルタ、セラミック
フィルタ集合体を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a honeycomb filter and a ceramic filter assembly having high filtering ability and excellent strength.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、多孔質組織を構成す
る炭化珪素結晶粒子同士がネック部によって結合された
焼結体であって、粒径が5μm〜20μmの結晶粒子が
焼結体中に30%以上含まれるとともに、前記結晶粒子
のネック部が0.1mm四方の範囲内に20個〜150
個存在していることを特徴とする多孔質炭化珪素焼結体
をその要旨とする。According to the first aspect of the present invention, there is provided a sintered body in which silicon carbide crystal particles constituting a porous structure are connected to each other by a neck portion. The sintered body contains 30% or more of crystal particles having a particle size of 5 μm to 20 μm, and the neck portion of the crystal particles has a size of 20 to 150 mm within a range of 0.1 mm square.
The gist is a porous silicon carbide sintered body characterized in that it exists.
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記焼結体の熱伝導率は20W/mK〜75W/m
Kであるとした。請求項3に記載の発明では、多孔質組
織を構成する炭化珪素結晶粒子同士がネック部によって
結合された焼結体からなる柱状ハニカムフィルタであっ
て、粒径が5μm〜20μmの結晶粒子が焼結体中に3
0%以上含まれるとともに、前記結晶粒子のネック部が
0.1mm四方の範囲内に20個〜150個存在してい
ることを特徴とするハニカムフィルタをその要旨とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the thermal conductivity of the sintered body is 20 W / mK to 75 W / m.
K. According to the third aspect of the present invention, there is provided a columnar honeycomb filter made of a sintered body in which silicon carbide crystal particles constituting a porous structure are connected to each other by a neck portion, wherein the crystal particles having a particle size of 5 μm to 20 μm are sintered. 3 in the body
The gist of the present invention is a honeycomb filter characterized by containing not less than 0%, and having 20 to 150 neck portions of the crystal grains in a range of 0.1 mm square.
【0010】請求項4に記載の発明では、多孔質組織を
構成する炭化珪素結晶粒子同士がネック部によって結合
された焼結体からなる複数の角柱状ハニカムフィルタを
構成部材として用い、それらの外周面同士をセラミック
質シール材層を介して接着することにより、前記各ハニ
カムフィルタを一体化してなる集合体であって、粒径が
5μm〜20μmの結晶粒子が焼結体中に30%以上含
まれるとともに、前記結晶粒子のネック部が0.1mm
四方の範囲内に20個〜150個存在していることを特
徴とするセラミックフィルタ集合体をその要旨とする。[0010] In the invention according to claim 4, a plurality of prismatic honeycomb filters made of a sintered body in which silicon carbide crystal particles constituting a porous structure are joined by a neck portion are used as constituent members, and the outer periphery thereof is used. An aggregate formed by integrating the respective honeycomb filters by bonding the surfaces to each other via a ceramic sealing material layer, and the sintered body contains 30% or more of crystal particles having a particle size of 5 μm to 20 μm. And the neck of the crystal grains is 0.1 mm
The gist of the present invention is a ceramic filter assembly in which 20 to 150 ceramic filters are present in the four directions.
【0011】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項1,2に記載の発明によると、結晶粒子のネ
ック部が0.1mm四方の範囲内に20個〜150個存
在していることから、組織の緻密化による気孔率の低下
を回避しつつ熱伝導率を高くすることができる。ネック
部の個数が20個/0.1mm2未満であると、大きな
接触面積をもって結合される結晶粒子の比率が減り、熱
伝導率が小さくなってしまう。逆に、ネック部の存在数
が150個/0.1mm2を超えると、熱伝導率が高く
なる反面、組織の緻密化が進むことによる気孔率の低下
が避けられなくなる。Hereinafter, the "action" of the present invention will be described. According to the first and second aspects of the present invention, since 20 to 150 neck portions of the crystal grains are present in a range of 0.1 mm square, a decrease in porosity due to densification of the structure is avoided. In addition, the thermal conductivity can be increased. If the number of neck portions is less than 20 / 0.1 mm 2 , the ratio of crystal grains bonded with a large contact area decreases, and the thermal conductivity decreases. Conversely, if the number of necks exceeds 150 / 0.1 mm 2 , the thermal conductivity increases, but the porosity is inevitably reduced due to the progress of densification of the structure.
【0012】この場合、焼結体の熱伝導率は20W/m
K〜75W/mKであることがよい。熱伝導率が小さす
ぎると、焼結体内部に温度差が生じやすくなり、クラッ
クをもたらす原因となる大きな熱応力の発生につながっ
てしまう。逆に、熱伝導率を高くしようとすると、製造
が困難となり、安定的な材料供給が難しくなる。In this case, the thermal conductivity of the sintered body is 20 W / m
K to 75 W / mK. If the thermal conductivity is too small, a temperature difference easily occurs inside the sintered body, which leads to generation of a large thermal stress which causes cracks. Conversely, if the thermal conductivity is to be increased, manufacturing becomes difficult, and stable material supply becomes difficult.
【0013】請求項3,4に記載の発明によると、結晶
粒子のネック部が0.1mm四方の範囲内に20個〜1
50個存在していることから、組織の緻密化による気孔
率の低下を回避することができ、高い濾過能力が付与さ
れる。また、熱伝導率を高くすることができるため、燃
え残りが発生しにくくなり、熱応力によるクラックの発
生も防止される。According to the third and fourth aspects of the present invention, the neck portion of the crystal grains has 20 to 1 neck within a range of 0.1 mm square.
Since there are 50 porosity, a decrease in porosity due to densification of the tissue can be avoided, and a high filtration ability is provided. Further, since the thermal conductivity can be increased, unburned residue is less likely to be generated, and generation of cracks due to thermal stress is also prevented.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のディーゼルエンジン用の排気ガス浄化装置1を、
図1〜図6に基づき詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exhaust gas purifying apparatus 1 for a diesel engine according to an embodiment of the present invention will now be described.
This will be described in detail with reference to FIGS.
【0015】図1に示されるように、この排気ガス浄化
装置1は、内燃機関としてのディーゼルエンジン2から
排出される排気ガスを浄化するための装置である。ディ
ーゼルエンジン2は、図示しない複数の気筒を備えてい
る。各気筒には、金属材料からなる排気マニホールド3
の分岐部4がそれぞれ連結されている。各分岐部4は1
本のマニホールド本体5にそれぞれ接続されている。従
って、各気筒から排出された排気ガスは一箇所に集中す
る。As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying device 1 is a device for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine 2 as an internal combustion engine. The diesel engine 2 includes a plurality of cylinders (not shown). Each cylinder has an exhaust manifold 3 made of metal material.
Are connected to each other. Each branch 4 is 1
It is connected to each of the manifold bodies 5. Therefore, the exhaust gas discharged from each cylinder is concentrated at one place.
【0016】排気マニホールド3の下流側には、金属材
料からなる第1排気管6及び第2排気管7が配設されて
いる。第1排気管6の上流側端は、マニホールド本体5
に連結されている。第1排気管6と第2排気管7との間
には、同じく金属材料からなる筒状のケーシング8が配
設されている。ケーシング8の上流側端は第1排気管6
の下流側端に連結され、ケーシング8の下流側端は第2
排気管7の上流側端に連結されている。排気管6,7の
途上にケーシング8が配設されていると把握することも
できる。そして、この結果、第1排気管6、ケーシング
8及び第2排気管7の内部領域が互いに連通し、その中
を排気ガスが流れるようになっている。Downstream of the exhaust manifold 3, a first exhaust pipe 6 and a second exhaust pipe 7 made of a metal material are provided. The upstream end of the first exhaust pipe 6 is connected to the manifold body 5.
It is connected to. Between the first exhaust pipe 6 and the second exhaust pipe 7, a cylindrical casing 8 also made of a metal material is disposed. The upstream end of the casing 8 is the first exhaust pipe 6
And the downstream end of the casing 8 is connected to the second end.
It is connected to the upstream end of the exhaust pipe 7. It can also be grasped that the casing 8 is disposed on the way of the exhaust pipes 6,7. As a result, the internal regions of the first exhaust pipe 6, the casing 8, and the second exhaust pipe 7 communicate with each other, and the exhaust gas flows therein.
【0017】図1に示されるように、ケーシング8はそ
の中央部が排気管6,7よりも大径となるように形成さ
れている。従って、ケーシング8の内部領域は、排気管
6,7の内部領域に比べて広くなっている。このケーシ
ング8内には、ハニカムフィルタ9が収容されている。As shown in FIG. 1, the casing 8 is formed so that its central portion has a larger diameter than the exhaust pipes 6 and 7. Therefore, the internal area of the casing 8 is wider than the internal areas of the exhaust pipes 6 and 7. A honeycomb filter 9 is accommodated in the casing 8.
【0018】ハニカムフィルタ9の外周面とケーシング
8の内周面との間には、断熱材10が配設されている。
断熱材10はセラミックファイバを含んで形成されたマ
ット状物であり、その厚さは数mm〜数十mmである。
断熱材10は熱膨張性を有していることがよい。ここで
いう熱膨張性とは、弾性構造を有するため熱応力を解放
する機能があることを指す。その理由は、ハニカムフィ
ルタ9の最外周部から熱が逃げることを防止することに
より、再生時のエネルギーロスを最小限に抑えるためで
ある。また、再生時の熱によってセラミックファイバを
膨張させることにより、排気ガスの圧力や走行による振
動等のもたらすセラミックフィルタ集合体9の位置ずれ
を防止するためである。A heat insulating material 10 is provided between the outer peripheral surface of the honeycomb filter 9 and the inner peripheral surface of the casing 8.
The heat insulating material 10 is a mat-like material including a ceramic fiber, and has a thickness of several mm to several tens mm.
The heat insulating material 10 preferably has thermal expansion properties. The term “thermal expansion” as used herein refers to a function of releasing thermal stress due to having an elastic structure. The reason is that by preventing heat from escaping from the outermost peripheral portion of the honeycomb filter 9, energy loss during regeneration is minimized. Further, by expanding the ceramic fiber by the heat at the time of regeneration, it is possible to prevent the displacement of the ceramic filter assembly 9 caused by the pressure of the exhaust gas, vibration due to running, and the like.
【0019】本実施形態において用いられるハニカムフ
ィルタ9は、上記のごとくディーゼルパティキュレート
を除去するものであるため、一般にディーゼルパティキ
ュレートフィルタ(DPF)と呼ばれる。図2等に示さ
れるように、本実施形態のハニカムフィルタ9は円柱状
である。Since the honeycomb filter 9 used in the present embodiment removes diesel particulates as described above, it is generally called a diesel particulate filter (DPF). As shown in FIG. 2 and the like, the honeycomb filter 9 of the present embodiment has a columnar shape.
【0020】ハニカムフィルタ9は、セラミック焼結体
の一種である多孔質炭化珪素焼結体製である。炭化珪素
焼結体を採用した理由は、他のセラミックに比較して、
とりわけ強度、耐熱性及び熱伝導性に優れるという利点
があるからである。The honeycomb filter 9 is made of a porous silicon carbide sintered body which is a kind of a ceramic sintered body. The reason for adopting the silicon carbide sintered body is that, compared to other ceramics,
In particular, there is an advantage of being excellent in strength, heat resistance and thermal conductivity.
【0021】図2,図3,図4に示されるように、本実
施形態のハニカムフィルタ9は、いわゆるハニカム構造
を備えている。ハニカム構造を採用した理由は、微粒子
の捕集量が増加したときでも圧力損失が小さいという利
点があるからである。ハニカムフィルタ9には、断面略
正方形状をなす複数の貫通孔12がその軸線方向に沿っ
て規則的に形成されている。各貫通孔12は薄いセル壁
13によって互いに仕切られている。セル壁13の外表
面には、白金族元素(例えばPt等)やその他の金属元
素及びその酸化物等からなる酸化触媒が担持されてい
る。各貫通孔12の開口部は、いずれか一方の端面9
a,9bの側において封止体14(ここでは多孔質炭化
珪素焼結体)により封止されている。従って、端面9
a,9b全体としてみると市松模様状を呈している。そ
の結果、ハニカムフィルタ9には、断面四角形状をした
多数のセルが形成されている。セルの密度は200個/
インチ前後に設定され、セル壁13の厚さは0.3mm前
後に設定され、セルピッチは1.8mm前後に設定されて
いる。多数あるセルのうち、約半数のものは上流側端面
9aにおいて開口し、残りのものは下流側端面9bにお
いて開口している。As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the honeycomb filter 9 of the present embodiment has a so-called honeycomb structure. The reason for adopting the honeycomb structure is that there is an advantage that the pressure loss is small even when the amount of collected fine particles increases. In the honeycomb filter 9, a plurality of through-holes 12 having a substantially square cross section are formed regularly along the axial direction. Each through hole 12 is separated from each other by a thin cell wall 13. On the outer surface of the cell wall 13, an oxidation catalyst comprising a platinum group element (for example, Pt or the like) or another metal element and an oxide thereof is supported. The opening of each through-hole 12 is connected to one of the end faces 9.
On the sides of a and 9b, sealing is performed by a sealing body 14 (here, a porous silicon carbide sintered body). Therefore, the end face 9
A and 9b have a checkered pattern as a whole. As a result, a large number of cells having a square cross section are formed in the honeycomb filter 9. Cell density is 200 cells /
The thickness is set to about inch, the thickness of the cell wall 13 is set to about 0.3 mm, and the cell pitch is set to about 1.8 mm. Of the large number of cells, about half of the cells are open at the upstream end face 9a, and the remaining cells are open at the downstream end face 9b.
【0022】ハニカムフィルタ9の平均気孔径は1μm
〜50μm、さらには5μm〜20μmであることが好
ましい。平均気孔径が1μm未満であると、微粒子の堆
積によるハニカムフィルタ9の目詰まりが著しくなる。
一方、平均気孔径が50μmを越えると、細かい微粒子
を捕集することができなくなるため、捕集効率が低下し
てしまう。The average pore diameter of the honeycomb filter 9 is 1 μm.
5050 μm, more preferably 5 μm-20 μm. If the average pore diameter is less than 1 μm, clogging of the honeycomb filter 9 due to accumulation of fine particles becomes remarkable.
On the other hand, if the average pore diameter exceeds 50 μm, fine particles cannot be collected, and the collection efficiency will be reduced.
【0023】ハニカムフィルタ9の気孔率は30%〜7
0%、さらには40%〜60%であることが好ましい。
気孔率が30%未満であると、ハニカムフィルタ9が緻
密になりすぎてしまい、内部に排気ガスを流通させるこ
とができなくなるおそれがある。一方、気孔率が70%
を越えると、ハニカムフィルタ9中に空隙が多くなりす
ぎてしまうため、強度的に弱くなりかつ微粒子の捕集効
率が低下してしまうおそれがある。The porosity of the honeycomb filter 9 is 30% to 7%.
It is preferably 0%, more preferably 40% to 60%.
If the porosity is less than 30%, the honeycomb filter 9 may be too dense, and exhaust gas may not be allowed to flow inside. On the other hand, the porosity is 70%
Exceeding the formula (1), the number of voids in the honeycomb filter 9 becomes too large, so that the strength is weakened and the efficiency of collecting fine particles may be reduced.
【0024】多孔質炭化珪素焼結体を選択した場合にお
いてハニカムフィルタ9の熱伝導率は、20W/mK〜
75W/mKであることがよく、さらには30W/mK
〜70W/mKであることが特によい。熱伝導率が小さ
すぎると、ハニカムフィルタ9内に温度差が生じやすく
なり、クラックをもたらす原因となる大きな熱応力の発
生につながってしまう。逆に、熱伝導率を高くしようと
すると、製造が困難となり、安定的な材料供給が難しく
なる。When a porous silicon carbide sintered body is selected, the honeycomb filter 9 has a thermal conductivity of 20 W / mK to
75 W / mK, preferably 30 W / mK
It is particularly preferable that it is 7070 W / mK. If the thermal conductivity is too small, a temperature difference is likely to occur in the honeycomb filter 9, which leads to generation of a large thermal stress which causes cracks. Conversely, if the thermal conductivity is to be increased, manufacturing becomes difficult, and stable material supply becomes difficult.
【0025】図5(a)にて概略的に示されるように、
本実施形態のハニカムフィルタ9では、多孔質組織を構
成する炭化珪素結晶粒子16同士が、いわゆるネック部
17によって結合されている。ここでネック部17と
は、炭化珪素の固相焼結によって粒界に生じる構造を指
す。本実施形態のハニカムフィルタ9では、ネック部1
7の外表面が、なめらかな曲線状になっている。なお、
参考として図6に焼結体のSEM写真を載せる。As shown schematically in FIG.
In the honeycomb filter 9 of the present embodiment, the silicon carbide crystal particles 16 constituting the porous structure are connected by a so-called neck portion 17. Here, neck portion 17 refers to a structure generated at a grain boundary by solid phase sintering of silicon carbide. In the honeycomb filter 9 of the present embodiment, the neck 1
7 has a smooth curved outer surface. In addition,
FIG. 6 shows an SEM photograph of the sintered body for reference.
【0026】ネック部17の外表面の曲率半径は3μm
以上であることがよく、さらには3μm〜100μm、
特には5μm〜20μmであることがよい。曲率半径が
3μmよりも小さいと、結晶粒子16同士の接触面積が
大きくならず、結晶粒子16間の結合強度を十分に向上
できなくなるからである。具体的にいうと、45MPa
以上の曲げ強度をハニカムフィルタ9に付与できなくな
るからである。逆に、曲率半径が100μm以上になる
と、ハニカムフィルタ9が緻密になりすぎてしまい、内
部に排気ガスを流通させることができなくなる。従っ
て、濾過能力が低下してしまう。The radius of curvature of the outer surface of the neck portion 17 is 3 μm.
More preferably, it is 3 μm to 100 μm,
In particular, the thickness is preferably 5 μm to 20 μm. If the radius of curvature is smaller than 3 μm, the contact area between the crystal grains 16 does not increase, and the bonding strength between the crystal grains 16 cannot be sufficiently improved. Specifically, 45MPa
This is because the above bending strength cannot be imparted to the honeycomb filter 9. Conversely, if the radius of curvature is 100 μm or more, the honeycomb filter 9 becomes too dense, and exhaust gas cannot be circulated inside. Therefore, the filtration ability is reduced.
【0027】結晶粒子16のネック部17は、焼結体中
の任意箇所における0.1mm四方の範囲内に、20個
〜150個存在していることが必要である。単位面積あ
たりのネック部17の個数は、30個/0.1mm2〜
120個/0.1mm2であることが好ましく、50個
/0.1mm2〜100個/0.1mm2であることがよ
り好ましい。It is necessary that 20 to 150 neck portions 17 of the crystal grains 16 exist within a range of 0.1 mm square at an arbitrary position in the sintered body. The number of the neck portions 17 per unit area is 30 / 0.1 mm 2 ~
The number is preferably 120 pieces / 0.1 mm 2 , and more preferably 50 pieces / 0.1 mm 2 to 100 pieces / 0.1 mm 2 .
【0028】ネック部17の個数が20個/0.1mm
2未満であると、大きな接触面積をもって結合される結
晶粒子16の比率が減り、熱伝導率が20W/mKより
も小さくなってしまう。従って、ハニカムフィルタ9内
における燃え残りの発生や、熱応力によるクラックの発
生を確実に防止することができなくなる。逆に、ネック
部17の存在数が150個/0.1mm2を超えると、
75W/mKという高い熱伝導率を実現することができ
る反面、組織の緻密化が進むことによる気孔率の低下が
避けられなくなる。従って、ハニカムフィルタ9内に排
気ガスを流通させることができなくなり、濾過能力が低
下してしまう。The number of neck portions 17 is 20 / 0.1 mm
If it is less than 2 , the ratio of the crystal grains 16 bonded with a large contact area decreases, and the thermal conductivity becomes lower than 20 W / mK. Therefore, it is not possible to reliably prevent the occurrence of unburned residue in the honeycomb filter 9 and the occurrence of cracks due to thermal stress. Conversely, if the number of necks 17 exceeds 150 / 0.1 mm 2 ,
While a high thermal conductivity of 75 W / mK can be realized, a decrease in porosity due to progress in densification of the structure is inevitable. Therefore, the exhaust gas cannot be circulated in the honeycomb filter 9, and the filtration capacity is reduced.
【0029】なお、結晶粒子16のうち粒径が5μm〜
30μmのものの存在率は30%以上であることがよ
く、特には35%〜80%であることがよい。その理由
は、熱伝導率の向上にとって有利に働くからである。ま
た、焼結体における炭化珪素結晶粒子16の平均粒径は
5μm〜15μm程度であることがよい。The crystal grains 16 have a particle size of 5 μm to
The abundance of 30 μm is preferably 30% or more, and particularly preferably 35% to 80%. The reason is that it works advantageously for improving the thermal conductivity. The average particle size of silicon carbide crystal particles 16 in the sintered body is preferably about 5 μm to 15 μm.
【0030】次に、上記のハニカムフィルタ9を製造す
る手順を説明する。まず、押出成形工程で使用するセラ
ミック原料スラリー、端面封止工程で使用する封止用ペ
ーストをあらかじめ作製しておく。Next, a procedure for manufacturing the honeycomb filter 9 will be described. First, a ceramic raw material slurry used in the extrusion molding step and a sealing paste used in the end face sealing step are prepared in advance.
【0031】セラミック原料スラリーとしては、炭化珪
素粉末に有機バインダ及び水を所定分量ずつ配合し、か
つ混練したものを用いる。封止用ペーストとしては、炭
化珪素粉末に有機バインダ、潤滑剤、可塑剤及び水を配
合し、かつ混練したものを用いる。As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing a predetermined amount of an organic binder and water with silicon carbide powder and kneading the mixture is used. As the sealing paste, a mixture obtained by mixing and kneading an organic binder, a lubricant, a plasticizer, and water with silicon carbide powder is used.
【0032】この場合、セラミック原料スラリーは、平
均粒径の異なる2種の炭化珪素粉末を用いて作製される
ことが望ましい。より具体的にいうと、平均粒径が15
μm前後の大粉と平均粒径が1μm前後の微粉とを混合
して用いることが望ましい。その理由は、所定量の微粉
の存在によってネック焼結が促進される結果、単位面積
あたりのネック部17の数が確実に増え、かつネック部
17の曲率半径も大きくなるからである。In this case, the ceramic raw material slurry is desirably produced using two kinds of silicon carbide powders having different average particle diameters. More specifically, the average particle size is 15
It is desirable to use a mixture of large powder having a size of about 1 μm and fine powder having an average particle size of about 1 μm. The reason is that neck sintering is promoted by the presence of a predetermined amount of fine powder, so that the number of neck portions 17 per unit area is surely increased and the radius of curvature of neck portion 17 is also increased.
【0033】次に、前記セラミック原料スラリーを押出
成形機に投入し、かつ金型を介してそれを連続的に押し
出す。その後、押出成形されたハニカム成形体を等しい
長さに切断し、円柱状のハニカム成形体切断片を得る。
さらに、切断片の各セルの片側開口部に所定量ずつ封止
用ペーストを充填し、各切断片の両端面を封止する。Next, the ceramic raw material slurry is put into an extruder and continuously extruded through a mold. Thereafter, the extruded honeycomb formed body is cut into equal lengths to obtain cut pieces of the honeycomb formed body having a columnar shape.
Further, a predetermined amount of the sealing paste is filled into one opening of each cell of the cut piece, and both end faces of each cut piece are sealed.
【0034】続いて、温度・時間等を所定の条件に設定
して本焼成を行って、ハニカム成形体切断片及び封止体
14を完全に焼結させることにより、所望のハニカムフ
ィルタ9が完成する。Then, the desired honeycomb filter 9 is completed by setting the temperature, time, and the like to predetermined conditions, and performing the main firing to completely sinter the cut pieces of the formed honeycomb body and the sealed body 14. I do.
【0035】本実施形態では焼成温度を2100℃〜2
300℃に設定し、かつ焼成時間を0.1時間〜5時間
に設定している。また、焼成時の炉内雰囲気を不活性雰
囲気とし、そのときの雰囲気の圧力を常圧としている。
なお、焼成温度は前記範囲内において極力高めに設定さ
れることが望ましい。このような温度設定によってネッ
ク焼結が促進され、単位面積あたりのネック部17の数
の増加、及びネック部17の曲率半径の増大が図れるか
らである。In the present embodiment, the firing temperature is set between 2100 ° C. and 2
The temperature is set to 300 ° C., and the firing time is set to 0.1 to 5 hours. The atmosphere in the furnace during firing is an inert atmosphere, and the pressure of the atmosphere at that time is normal pressure.
The firing temperature is desirably set as high as possible within the above range. This is because such a temperature setting promotes neck sintering, thereby increasing the number of neck portions 17 per unit area and increasing the radius of curvature of neck portion 17.
【0036】次に、上記のハニカムフィルタ9による微
粒子トラップ作用について簡単に説明する。ケーシング
8内に収容されたハニカムフィルタ9には、上流側端面
9aの側から排気ガスが供給される。第1排気管6を経
て供給されてくる排気ガスは、まず、上流側端面9aに
おいて開口するセル内に流入する。次いで、この排気ガ
スはセル壁13を通過し、それに隣接しているセル、即
ち下流側端面9bにおいて開口するセルの内部に到る。
そして、排気ガスは、同セルの開口を介してハニカムフ
ィルタ9の下流側端面9bから流出する。しかし、排気
ガス中に含まれる微粒子はセル壁13を通過することが
できず、そこにトラップされてしまう。その結果、浄化
された排気ガスがハニカムフィルタ9の下流側端面9b
から排出される。浄化された排気ガスは、さらに第2排
気管7を通過した後、最終的には大気中へと放出され
る。また、トラップされた微粒子は、ハニカムフィルタ
9の内部温度が所定の温度に達すると、前記触媒の作用
により着火して燃焼するようになっている。Next, the action of the above-described honeycomb filter 9 for trapping fine particles will be briefly described. Exhaust gas is supplied to the honeycomb filter 9 housed in the casing 8 from the upstream end surface 9a side. Exhaust gas supplied via the first exhaust pipe 6 first flows into a cell opened at the upstream end surface 9a. Next, the exhaust gas passes through the cell wall 13 and reaches the inside of the cell adjacent thereto, that is, the cell opened at the downstream end surface 9b.
Then, the exhaust gas flows out of the downstream end face 9b of the honeycomb filter 9 through the opening of the cell. However, the fine particles contained in the exhaust gas cannot pass through the cell wall 13 and are trapped there. As a result, the purified exhaust gas is supplied to the downstream end face 9 b of the honeycomb filter 9.
Is discharged from The purified exhaust gas further passes through the second exhaust pipe 7 and is finally released into the atmosphere. When the internal temperature of the honeycomb filter 9 reaches a predetermined temperature, the trapped fine particles are ignited by the action of the catalyst and burn.
【0037】[0037]
【実施例及び比較例】(実施例)平均粒径10μmのα
型炭化珪素粉末51.5重量%と、平均粒径0.5μm
のα型炭化珪素粉末22重量%とを湿式混合し、得られ
た混合物に有機バインダ(メチルセルロース)と水とを
それぞれ6.5重量%、20重量%ずつ加えて混練し
た。次に、前記混練物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えて
さらに混練したものを押出成形することにより、ハニカ
ム状の生成形体を得た。具体的には、α型炭化珪素粉末
として、平均粒径が10μmのもの(屋久島電工株式会
社製、商品名:C−1000F)と、平均粒径が0.5
μmのもの(屋久島電工株式会社製、商品名:GC−1
5)とを用いた。Examples and Comparative Examples (Examples) α having an average particle size of 10 μm
Type silicon carbide powder 51.5% by weight and average particle size 0.5 μm
Was mixed with 22% by weight of α-type silicon carbide powder, and 6.5% by weight and 20% by weight of an organic binder (methyl cellulose) and water were added to the resulting mixture, respectively, and kneaded. Next, a small amount of a plasticizer and a lubricant were added to the kneaded material, and the mixture was further kneaded and extruded to obtain a honeycomb-shaped formed body. Specifically, α-type silicon carbide powder having an average particle size of 10 μm (trade name: C-1000F, manufactured by Yakushima Electric Works Co., Ltd.) and an average particle size of 0.5
μm (Yakushima Denko Corporation, trade name: GC-1
5) was used.
【0038】次に、この生成形体をマイクロ波乾燥機を
用いて乾燥した後、成形体の貫通孔12を多孔質炭化珪
素焼結体製の封止用ペーストによって封止した。次い
で、再び乾燥機を用いて封止用ペーストを乾燥させた。
端面封止工程に続いて、この乾燥体を400℃で脱脂し
た後、さらにそれを常圧のアルゴン雰囲気下において2
250℃で約3時間焼成した。その結果、多孔質炭化珪
素焼結体製のハニカムフィルタ9を得た。各ハニカムフ
ィルタ9の直径は100mmに設定し、長さは200mmに
設定した。Next, after the formed body was dried using a microwave dryer, the through holes 12 of the formed body were sealed with a sealing paste made of a porous silicon carbide sintered body. Next, the sealing paste was dried again using a dryer.
After the end face sealing step, the dried body was degreased at 400 ° C.
It was baked at 250 ° C. for about 3 hours. As a result, a honeycomb filter 9 made of a porous silicon carbide sintered body was obtained. The diameter of each honeycomb filter 9 was set to 100 mm, and the length was set to 200 mm.
【0039】次に、上記のようにして得られたハニカム
フィルタ9の組織をSEMで観察した。この調査による
と、ネック部17が、なめらかで曲線的な形状になって
いることが確認された。また、SEM写真に基づいてネ
ック部17の外表面の曲率半径を測定したところ、その
平均値は約10μmであった。粒径が5μm〜20μm
の結晶粒子16は、焼結体中に約60%ほど含まれてい
た。Next, the structure of the honeycomb filter 9 obtained as described above was observed by SEM. According to this investigation, it was confirmed that the neck portion 17 had a smooth and curved shape. When the radius of curvature of the outer surface of the neck portion 17 was measured based on the SEM photograph, the average value was about 10 μm. Particle size is 5μm ~ 20μm
Was contained in the sintered body by about 60%.
【0040】また、前記SEM写真内における複数の箇
所に0.1mm四方のエリアを設定し、各エリア内に存
在するネック部17の個数をカウントし、それらの平均
値を求めた。その結果、実施例では単位面積あたりのネ
ック部17の個数は約100個/0.1mm2であっ
た。即ち、大きな接触面積をもって結合される結晶粒子
16の比率が高かった。Further, a 0.1 mm square area was set at a plurality of locations in the SEM photograph, the number of neck portions 17 existing in each area was counted, and the average value was obtained. As a result, in the example, the number of the neck portions 17 per unit area was about 100 / 0.1 mm 2 . That is, the ratio of the crystal grains 16 bonded with a large contact area was high.
【0041】そこで、前記ハニカムフィルタ9の熱伝導
率(W/mK)を従来公知の方法により測定したとこ
ろ、その測定値は約70W/mKであった。従って、こ
のハニカムフィルタ9には極めて高い熱伝導性が付与さ
れていた。また、ハニカムフィルタ9をケーシング8内
に収容して一定期間使用をした。その結果、ハニカムフ
ィルタ9内に温度差ができにくく、ハニカムフィルタ9
に何らクラックは発生しなかった。 (比較例1)比較例1では、基本的には実施例と同様
に、炭化珪素粉末を用いてハニカムフィルタ9を製造す
ることとした。ハニカムフィルタ9の寸法等は実施例と
等しくした。ただし、ここではα型炭化珪素粉末として
平均粒径が15μm前後のものを1種のみを用い、かつ
焼成温度をやや低めに設定した。Then, when the thermal conductivity (W / mK) of the honeycomb filter 9 was measured by a conventionally known method, the measured value was about 70 W / mK. Therefore, the honeycomb filter 9 was provided with extremely high thermal conductivity. Further, the honeycomb filter 9 was housed in the casing 8 and used for a certain period. As a result, a temperature difference is hardly generated in the honeycomb filter 9 and the honeycomb filter 9
No cracks occurred. Comparative Example 1 In Comparative Example 1, a honeycomb filter 9 was manufactured using silicon carbide powder basically in the same manner as in Example. The dimensions and the like of the honeycomb filter 9 were equal to those of the embodiment. However, here, only one kind of α-type silicon carbide powder having an average particle size of about 15 μm was used, and the firing temperature was set slightly lower.
【0042】SEM観察を行ったところ、ネック部17
は、それほどなめらかで曲線的な形状にはなっておら
ず、曲率半径の平均値は約1μm程度であった。単位面
積あたりのネック部17の個数は、約10個/0.1m
m2と少なかった。When the SEM observation was performed, the neck portion 17 was observed.
Was not so smooth and curved, and the average value of the radius of curvature was about 1 μm. The number of necks 17 per unit area is about 10 / 0.1m
It was small and m 2.
【0043】よって、ハニカムフィルタ9の熱伝導率の
測定値は約15W/mKであり、実施例に比べて熱伝導
性に劣っていた。ハニカムフィルタ9をケーシング8内
に収容して一定期間使用をした結果、熱応力の発生に起
因してハニカムフィルタ9に若干のクラックが認められ
た。また、温度の低かった部分に微粒子の燃え残りが確
認された。Therefore, the measured value of the thermal conductivity of the honeycomb filter 9 was about 15 W / mK, which was inferior to the example. After the honeycomb filter 9 was accommodated in the casing 8 and used for a certain period of time, slight cracks were observed in the honeycomb filter 9 due to generation of thermal stress. In addition, unburned fine particles were confirmed in the portion where the temperature was low.
【0044】(比較例2)比較例2では、コーディエラ
イトの多孔質焼結体を用いて実施例と同寸法のハニカム
フィルタを製造することとした。Comparative Example 2 In Comparative Example 2, a honeycomb filter having the same dimensions as that of the example was manufactured using a cordierite porous sintered body.
【0045】SEM観察を行ったところ、板状の結晶粒
子16の結合部分には、多孔質炭化珪素焼結体のときの
ようなネック部17は存在していなかった。ゆえに、単
位面積あたりのネック部17の個数は0個/0.1mm
2であった。また、結晶粒子16の結合部分の形状も鋭
角的であって、なめらかで曲線的な形状であるとはいい
難かった(図5(b)参照)。As a result of SEM observation, it was found that the neck portion 17 as in the case of the porous silicon carbide sintered body did not exist at the bonding portion of the plate-like crystal particles 16. Therefore, the number of the neck portions 17 per unit area is 0 / 0.1 mm
Was 2 . In addition, the shape of the bonding portion of the crystal grains 16 was also acute, and it was difficult to say that the shape was smooth and curved (see FIG. 5B).
【0046】よって、ハニカムフィルタの熱伝導率の測
定値は約3W/mKと極端に低く、実施例に比べて極め
て熱伝導性に劣っていた。ハニカムフィルタをケーシン
グ8内に収容して一定期間使用をした結果、クラックは
認められなかったものの、温度の低かった部分に微粒子
の燃え残りが確認された。Therefore, the measured value of the thermal conductivity of the honeycomb filter was extremely low at about 3 W / mK, and was extremely inferior to the example. As a result of using the honeycomb filter in the casing 8 and using it for a certain period of time, no cracks were recognized, but unburned fine particles were confirmed in a portion where the temperature was low.
【0047】従って、本実施形態の実施例によれば以下
のような効果を得ることができる。 (1)実施例のハニカムフィルタ9においては、結晶粒
子16のネック部17が0.1mm四方の範囲内に20
個〜150個存在している。組織の緻密化による気孔率
の低下を回避することができ、ハニカムフィルタ9に高
い濾過能力を付与することができる。また、熱伝導率を
高くすることができるため、ハニカムフィルタ9内に部
分的な燃え残りが発生しにくくなる。しかも、熱応力に
よるクラックの発生が防止される結果、ハニカムフィル
タ9が破壊に強くなる。そして、このようなハニカムフ
ィルタ9を用いた排気ガス浄化装置1は、高強度であっ
て長期にわたり使用可能なため、実用性に優れたものと
なる。Therefore, according to the embodiment of the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the honeycomb filter 9 according to the embodiment, the neck portion 17 of the crystal particle 16 is set within a range of 0.1 mm square within 20 mm.
There are about 150 pieces. It is possible to avoid a decrease in the porosity due to the densification of the tissue, and to provide the honeycomb filter 9 with a high filtration ability. Further, since the thermal conductivity can be increased, partial unburned residue is less likely to occur in the honeycomb filter 9. In addition, as a result of preventing the occurrence of cracks due to thermal stress, the honeycomb filter 9 becomes strong against destruction. The exhaust gas purifying apparatus 1 using such a honeycomb filter 9 has high strength and can be used for a long period of time, so that it has excellent practicality.
【0048】(2)実施例のハニカムフィルタ9の熱伝
導率は、20W/mK〜75W/mKという好適範囲内
に設定されている。従って、製造の困難化や高コスト化
を回避しつつ、確実に高熱伝導化を図ることができる。(2) The thermal conductivity of the honeycomb filter 9 of the embodiment is set in a preferable range of 20 W / mK to 75 W / mK. Therefore, it is possible to reliably achieve high thermal conductivity while avoiding difficulties in manufacturing and increasing costs.
【0049】(3)実施例のハニカムフィルタ9におい
ては、ネック部17がなめらかな曲線状になっているた
め、結晶粒子16同士の接触面積が大きくなっている。
このため、結晶粒子16間の結合強度が向上し、粒界で
の破断が起こりにくい。従って、多孔質組織であったと
しても十分な機械的強度を確保することができ、破壊し
にくいハニカムフィルタ9を得ることができる。なお、
ネック部17の曲率半径の平均値が3μm以上であるた
め、45MPa以上の十分な曲げ強度をハニカムフィル
タ9に付与することができる。(3) In the honeycomb filter 9 of the embodiment, since the neck portion 17 has a smooth curved shape, the contact area between the crystal grains 16 is large.
For this reason, the bonding strength between the crystal grains 16 is improved, and breakage at grain boundaries is less likely to occur. Therefore, even if it is a porous structure, sufficient mechanical strength can be secured, and the honeycomb filter 9 which is hard to break can be obtained. In addition,
Since the average value of the radius of curvature of the neck portion 17 is 3 μm or more, a sufficient bending strength of 45 MPa or more can be given to the honeycomb filter 9.
【0050】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ ハニカムフィルタ9の形状は、実施形態のような円
柱状に限定されることはなく、三角柱状、四角柱状、六
角柱状等に変更しても構わない。The embodiment of the present invention may be modified as follows. The shape of the honeycomb filter 9 is not limited to a columnar shape as in the embodiment, and may be changed to a triangular prism, a quadrangular prism, a hexagonal prism, or the like.
【0051】・ 図7に示される別例のように、複数個
(ここでは16個)のハニカムフィルタ23を組み合わ
せて1つのセラミックフィルタ集合体21を製造しても
よい。集合体21を構成する角柱状ハニカムフィルタ2
3は、多孔質組織を構成する炭化珪素結晶粒子16同士
がネック部17によって結合された焼結体からなる。ハ
ニカムフィルタ23の外周面は、互いにセラミック質シ
ール材層22を介して接着されている。その結果、各ハ
ニカムフィルタ23が束ねられた状態で一体化されてい
る。このような構成にすれば、加熱による温度勾配に起
因する応力によってクラックが発生するのを防止でき、
熱衝撃にも強くなる。従って、比較的容易にフィルタの
大型化を達成することができる。As in another example shown in FIG. 7, a single ceramic filter assembly 21 may be manufactured by combining a plurality of (here, 16) honeycomb filters 23. Prismatic honeycomb filter 2 constituting the aggregate 21
Numeral 3 is a sintered body in which silicon carbide crystal particles 16 constituting a porous structure are joined together by a neck portion 17. The outer peripheral surfaces of the honeycomb filters 23 are bonded to each other via a ceramic sealing material layer 22. As a result, the respective honeycomb filters 23 are integrated in a bundled state. With such a configuration, it is possible to prevent cracks from occurring due to stress caused by a temperature gradient due to heating,
Also resistant to thermal shock. Therefore, the size of the filter can be relatively easily increased.
【0052】・ ハニカムフィルタ23の組み合わせ数
は、前記別例のように16個でなくてもよく、任意の数
にすることが可能である。この場合、サイズ・形状等の
異なるハニカムフィルタ23を適宜組み合わせて使用す
ることも勿論可能である。The number of combinations of the honeycomb filters 23 does not have to be 16 as in the above-mentioned another example, but can be any number. In this case, it is of course possible to use honeycomb filters 23 having different sizes and shapes in appropriate combinations.
【0053】・ ハニカムフィルタ9,23は前記実施
形態や別例にて示したようなハニカム状構造を有するも
ののみに限られず、例えば三次元網目構造、フォーム状
構造、ヌードル状構造、ファイバ状構造等であってもよ
い。The honeycomb filters 9 and 23 are not limited to those having the honeycomb structure as shown in the above embodiment and other examples. For example, three-dimensional mesh structure, foam structure, noodle structure, fiber structure And so on.
【0054】・ 実施形態においては、本発明のハニカ
ムフィルタ(またはセラミックフィルタ集合体)を、デ
ィーゼルエンジン2に取り付けられる排気ガス浄化装置
用フィルタとして具体化していた。勿論、本発明のハニ
カムフィルタ(またはセラミックフィルタ集合体)は、
排気ガス浄化装置用フィルタ以外のものとして具体化さ
れることができる。その例としては、熱交換器用部材、
高温流体や高温蒸気のための濾過フィルタ等が挙げられ
る。さらに、本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、フィル
タ以外の用途にも適用可能である。In the embodiment, the honeycomb filter (or the ceramic filter assembly) of the present invention is embodied as a filter for an exhaust gas purification device attached to the diesel engine 2. Of course, the honeycomb filter (or ceramic filter assembly) of the present invention
It can be embodied as something other than a filter for an exhaust gas purification device. Examples include heat exchanger components,
Filtration filters for high-temperature fluids and high-temperature steams are exemplified. Furthermore, the porous silicon carbide sintered body of the present invention can be applied to uses other than filters.
【0055】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に列挙する。 (1) 請求項1乃至4のいずれか1つにおいて、前記
ネック部がなめらかな曲線状になっていること。Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiment will be enumerated below. (1) The neck portion according to any one of claims 1 to 4, wherein the neck portion has a smooth curved shape.
【0056】(2) 請求項1乃至4、技術的思想1の
いずれか1つにおいて、前記ネック部の曲率半径は3μ
m以上であること。 (3) 請求項1乃至4、技術的思想1,2のいずれか
1つにおいて、前記焼結体の曲げ強度は45MPa以上
であること。従って、この技術的思想3に記載の発明に
よれば、高い機械的強度が付与される。(2) In any one of the first to fourth aspects and the technical idea 1, the radius of curvature of the neck portion is 3 μm.
m or more. (3) In any one of claims 1 to 4, and technical ideas 1 and 2, the bending strength of the sintered body is 45 MPa or more. Therefore, according to the invention described in the technical idea 3, high mechanical strength is provided.
【0057】(4) 内燃機関の排気管の途上に設けら
れたケーシング内に、請求項3に記載のハニカムフィル
タまたは請求項4に記載のセラミックフィルタ集合体を
収容するとともに、前記フィルタまたは前記集合体の外
周面と前記ケーシングの内周面とがなす隙間に、断熱材
を充填した排気ガス浄化装置。従って、この技術的思想
4に記載の発明によれば、高強度であって長期にわたり
使用可能なため、実用性に優れた装置を提供することが
できる。(4) The honeycomb filter according to the third aspect or the ceramic filter assembly according to the fourth aspect is accommodated in a casing provided on the exhaust pipe of the internal combustion engine, and the filter or the assembly is accommodated. An exhaust gas purification device in which a gap formed between an outer peripheral surface of a body and an inner peripheral surface of the casing is filled with a heat insulating material. Therefore, according to the invention described in the technical idea 4, since the device has high strength and can be used for a long period of time, it is possible to provide an apparatus having excellent practicality.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1,2に記
載の発明によれば、多孔質であるにもかかわらず高熱伝
導率の多孔質炭化珪素焼結体を提供することができる。As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, it is possible to provide a porous silicon carbide sintered body having high thermal conductivity despite being porous. .
【0059】請求項3に記載の発明によれば、濾過能力
が高くてしかも強度に優れたハニカムフィルタを提供す
ることができる。請求項4に記載の発明によれば、濾過
能力が高くてしかも強度に優れたセラミックフィルタ集
合体を提供することができる。According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a honeycomb filter having high filtering ability and excellent strength. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a ceramic filter assembly having a high filtering ability and an excellent strength.
【図1】本発明を具体化した一実施形態の排気ガス浄化
装置の全体概略図。FIG. 1 is an overall schematic view of an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施形態のハニカムフィルタの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the honeycomb filter of the embodiment.
【図3】実施形態のハニカムフィルタのA−A線におけ
る断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the honeycomb filter of the embodiment.
【図4】前記排気ガス浄化装置の要部拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the exhaust gas purification device.
【図5】(a)は多孔質炭化珪素からなる実施例のハニ
カムフィルタの焼結体組織の拡大概略断面図、(b)は
多孔質コーディエライトからなる比較例2の焼結体組織
の拡大概略断面図。5A is an enlarged schematic cross-sectional view of a sintered body structure of a honeycomb filter of an example made of porous silicon carbide, and FIG. 5B is a diagram of a sintered body structure of Comparative Example 2 made of porous cordierite. FIG.
【図6】(a),(b)は実施例のハニカムフィルタのSE
M写真。FIGS. 6A and 6B show SE of the honeycomb filter of the embodiment.
M photo.
【図7】複数個のハニカムフィルタを用いて構成される
別例のセラミックフィルタ集合体の斜視図。FIG. 7 is a perspective view of another example of a ceramic filter assembly formed by using a plurality of honeycomb filters.
9,23…ハニカムフィルタ、16…結晶粒子、17…
ネック部、21…セラミックフィルタ集合体、22…セ
ラミック質シール材層。9, 23 ... honeycomb filter, 16 ... crystal particles, 17 ...
Neck part, 21: ceramic filter assembly, 22: ceramic sealing material layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/02 321 C04B 35/56 101Z Fターム(参考) 3G090 AA03 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BC12 BC20 BD01 CA01 CB03 CB04 CB06 4G001 BA22 BB22 BC12 BC13 BC52 BC54 BC56 BD03 BD14 BD15 BD36 BE02 BE13 BE22 BE26 BE33 BE39 4G019 FA00 FA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/02 321 C04B 35/56 101Z F-term (Reference) 3G090 AA03 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BC12 BC20 BD01 CA01 CB03 CB04 CB06 4G001 BA22 BB22 BC12 BC13 BC52 BC54 BC56 BD03 BD14 BD15 BD36 BE02 BE13 BE22 BE26 BE33 BE39 4G019 FA00 FA12
Claims (4)
士がネック部によって結合された焼結体であって、粒径
が5μm〜20μmの結晶粒子が焼結体中に30%以上
含まれるとともに、前記結晶粒子のネック部が0.1m
m四方の範囲内に20個〜150個存在していることを
特徴とする多孔質炭化珪素焼結体。1. A sintered body in which silicon carbide crystal grains constituting a porous structure are joined together by a neck portion, wherein crystal grains having a particle size of 5 μm to 20 μm are contained in the sintered body in an amount of 30% or more. At the same time, the neck of the crystal grains is 0.1 m.
A porous silicon carbide sintered body, wherein 20 to 150 pieces are present in a range of m square.
5W/mKであることを特徴とする請求項1に記載の多
孔質炭化珪素焼結体。2. The thermal conductivity of the sintered body is 20 W / mK to 7
The porous silicon carbide sintered body according to claim 1, wherein the sintered body is 5 W / mK.
士がネック部によって結合された焼結体からなる柱状ハ
ニカムフィルタであって、粒径が5μm〜20μmの結
晶粒子が焼結体中に30%以上含まれるとともに、前記
結晶粒子のネック部が0.1mm四方の範囲内に20個
〜150個存在していることを特徴とするハニカムフィ
ルタ。3. A columnar honeycomb filter comprising a sintered body in which silicon carbide crystal grains constituting a porous structure are joined together by a neck portion, wherein crystal grains having a particle size of 5 μm to 20 μm are contained in the sintered body. A honeycomb filter, wherein 30% or more is included, and 20 to 150 neck portions of the crystal grains are present in a range of 0.1 mm square.
士がネック部によって結合された焼結体からなる複数の
角柱状ハニカムフィルタを構成部材として用い、それら
の外周面同士をセラミック質シール材層を介して接着す
ることにより、前記各ハニカムフィルタを一体化してな
る集合体であって、粒径が5μm〜20μmの結晶粒子
が焼結体中に30%以上含まれるとともに、前記結晶粒
子のネック部が0.1mm四方の範囲内に20個〜15
0個存在していることを特徴とするセラミックフィルタ
集合体。4. A plurality of prismatic honeycomb filters made of a sintered body in which silicon carbide crystal particles constituting a porous structure are connected by a neck portion as a constituent member, and their outer peripheral surfaces are sealed with a ceramic sealing material. An aggregate formed by bonding the respective honeycomb filters by bonding through a layer. The sintered body contains 30% or more of crystal particles having a particle size of 5 μm to 20 μm. 20 to 15 necks within 0.1 mm square
A ceramic filter assembly, wherein there are zero.
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